大落差高倾角基岩断层破碎带冻结特性研究.pdf

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1、2015年第40卷第6期能源技术与管理V01．40No．6EnergyTechnologyandManagement75doi：lO．3969／j．issn．1672—9943．2015．06．028大落差高倾角基岩断层破碎带冻结特性研究刘增平，韦荣律，胡春雨(山东能源淄矿集团唐口煤业有限公司，山东济宁272000)[摘要]通过对唐口煤业南部风井井筒测温孔及井帮温度变化情况的实时监测，分析并研究了大落差高倾角断层破碎带冻结壁形成特性，采取相应的措施，确保了唐口煤业南部风井井筒的施工安全。[关键词]断层破

2、碎带；冻结法；冻结温度[中图分类号]TD265．3[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2015)06一O0753表1井筒冻结设计主要技术参数1工程概况井筒净直径，m7．0井筒掘砌荒径／m9．0～9．8山东能源淄矿集团唐口煤业有限公司位于第四系表土层深度／m218．4风化带深度／m226．6山东省济宁市任城区南张镇，矿井核定能力积水温度／℃。u温度／℃-28--30500万妇。随着矿井向南部开拓，矿井原有通风系冻结深度／m470冻结壁厚度／m3．8统不能满足安全生产需求，需要进行南部通风系主冻

3、结孔深孔470主开孔1统安全改造，新建南部风井。根据山东能源淄矿集深度／m浅孔234间距／．265m团唐口煤业有限公司南部风井井筒检查孔竣工报辅孔220辅助冻结孔开孔深度，mmI~jI；l!q"“l-¨2．58告，南部进风井井筒基岩段将揭露F2(H=146m65。～70。)正断层，为确保井筒施工安全，井筒冻结管规格冻氅量／工程15822m冻结深度至F：断层带以下。冷／h)s量历(需量／(万kJ)⋯／)⋯2井简冻结基岩段地质概况冻结孔布置方式及孔斜情况如图1所示，测冻结基岩段地层为侏罗系上统蒙阴组，揭露温

4、孑L基岩各测点水平冻结孑L最大孔间距如表2所深度218．4～552．4m，厚度334．04m，主要由灰示。色灰白及深灰色细砂岩夹粉砂岩、中砂岩及粗砂岩组成。侏罗系中部被岩浆岩侵入，平均厚度27．89m。根据三维地震勘探资料分析，南部风井区域地质条件较复杂，附近发育有F(H=221—315m~75。)、F7(I-／=4om／_．74。)、EF57(=0～15m／_．74。)等断层。从井检孔揭露的地层资料分析，F2断层上部倾角发生变化，倾角变小，F：断层切过进风井和回风井井检孔，预计进风井井筒见F断层深度4

5、00m，其走向北东，倾向南东，倾角约70。，井筒揭露断层深度长约25m。3冻结设计主要技术参数根据井筒地质条件，采用差异冻结法进行井筒冻结施工]，冻结深度470m。冻结设计参数如Z19表1所示。图1进风井井筒冻结孔布置及孔斜情况76刘增平，等大落差高倾角基岩断层破碎带冻结特性研究2015年l2月Dee．．2015表2测温孔基岩各测点水平冻结孔最大孔间距情况水平／m岩性距离／m水平／m岩性距离／m水平／m岩性距离／m230砂质泥岩1．926386粉细砂岩3．605431细砂岩3．496250粉砂岩3．11

6、7388细砂岩3．609433细砂岩3．487280粉细砂岩3．393390细砂岩3．613435细砂岩3．478、31O粉砂岩3．303392细砂岩3．617437细砂岩3．469340粉细砂岩3．478398辉长岩3．628439细砂岩3．590380细砂岩3．594420断层带3．54445细砂岩3．564384细砂岩3．602425细砂岩3．522464细砂岩3．5812014—07—17泵压增至0．66MPa，主冻结管深孔4井筒冻结基本情况单孔平均流量l4．04m3／h，主冻结管浅孔串联平均2

7、014—07—06进风井冷冻站开机送冷，流量为14．1m3／h，辅助冻结管串联平均流量为2014—08—07，盐水去路一28℃，回路一24．4℃，温差14．21m3／h；2014—09—23关闭辅助冻结孔，主冻结3．6℃；2014—10—30(冻结11d)，盐水去路温度孔流量保持在14．1m3／h以上，泵压为0．60MPa。一31cc，回路温度一28℃，温差3．0℃。直至2014—11—28F：断层破碎带冻结交圈。盐水的循环方式全部采用正循环。主冻结孔5基岩段冻结壁温度场特性分析2浅孔串联、辅助冻结孑L

8、2孔串联，开机初期，盐水泵泵压控制在0．35MPa，主冻结管深孔单孔平5．1测温孔温度变化特性均流量11．11m3／h，主冻结管浅孔串联平均流量为辅助孔关闭至F：断层破碎带冻结交圈期间，11．28m／h，辅助冻结管串联平均流量为11．3m3／h；测1孔和测2孔温度变化情况如表3所示。表3测孔温度变化情况5．2基岩段冻结壁温度场特性分析(2)测2孔断层破碎带附近(井筒深度398m井筒井帮温度实测情况如表4所示。根据冻上下)井帮温度相对较高，直